Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

РАЗРАБОТКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СОРТОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ ЗЕЛЕНИ РЕПЧАТОГО ЛУКА

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "РАЗРАБОТКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СОРТОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ ЗЕЛЕНИ РЕПЧАТОГО ЛУКА"



На правах рукописи

КАМАЛЕЕВ Харнс Бядретдниовнч

РАЗРАБОТКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СОРТОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ ЗЕЛЕНИ РЕПЧАТОГО ЛУКА

Специальность 06.01.05-селекцня н семеноводство

06.01.06-ово щеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2005

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте селекции и семеноводства овощных культур в лаборатории семеноведения и интродукции, в отделе физиологии и биохимии растений, в лаборатории фотобиологии и Тате ортсемово щ в 2000-2004 гг.

Научные руководители:

Лауреат Государственной премии РФ в области науки и техники, Заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Лауреат Государственной премии РФ в области науки н техники, доктор биологических наук

П.Ф. Коненков

М.С. Гинс

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

кандидат сельскохозяйственных наук, ст. н. с.

В, Д.Мухнн В.П. Никульшин

Ведущая организация: Российский университет дружбы народов

Защита состоится «__»_ 2005 г, в_ час. на заседании

диссертационного совета Д 220,019.01 во ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур (143080, Московская область, Одинцовский район, п/о Лесной городок, иос. ВНИИССОК), Факс: (095) 599-22-77; E-mail: vnÍissokffi)cea-in

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур.

Автореферат разослан«_»_2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 220.019.01 доктор сельскохозяйственных наук, профессор

п

Е.Г. Добруцкая

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуален осп. работы. В условиях гиподинамии возрастает роль биологически активных веществ, в частности, витаминов — аитноксндантов и лрутх нутриентов а питании человека. Недостаток биологически активных веществ в лише в зимний период вызывает необходимость п разработке таких технологий возделывания, которые способствуют повышению качества овощной продукции, выращиваемой в защищенном грунте. Исторически важным источником этих веществ служил лук репчатый (луковицы и зеленые листья), выращенный в открытом грунте при достаточно интенсивном естественном освещении.

При выгонке зелени лука в зимний период, в условиях короткого дня и низкой освещенности естественным светом качество листьев лука резко снижается, в особенности по содержанию d них витамина С и сухих веществ.

В связи с этим .спектральный состав света и интенсивность освещения особую значимость имеют в условиях защищенного грунта, где из-за низкой освещенности и короткой длины дня в осенне-зимние месяцы выращивание полноценных растений возможно только с применением источников искусственного света. '

Поэтому назрела необходимость в подборе источников света с определенным составом спектра, например, добавлением синего света, которые не только увеличивали бы общую продуктивность листьев лука, но и повышали бы ее за счет увеличения содержания витаминов, антмоксидантов и других нутриентов, необходимых для жизнедеятельности человека*

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка элементов сортовой технологии выращивания' зелени репчатого лука (Allium сера L.) в защищенном грунте с повышенным содержанием биологически активных веществ и продуктивностью.

В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать влияние света различного спектрального состава на морфометрнческие и биохимические показатели и продуктивность листьев лука.

2. Изучить действие биологически активных препаратов на рост, продукционный процесс и качество,

3. Исследовать комплексное действие света и биологически активных препаратов на биохимические показатели и продуктивность листьев лука.

4. Изучить содержание фенольных соединений и шггиоксидантов в листьях н луковицах новых сортов репчатого лука и определить перспективность их использования в селекции.

5. Исследовать динамику накопления аскорбиновой кислоты и сухого вещества, содержание калия, Сахаров и нитратов в листьях лука.

Научная новизна исследования. Разработаны новые элементы сортовой технологии выращивания высоковнтаминхой (Продукции линьец pmj-

чатого лука с повышенным содержанием а скорби но юй кнслсЦЫ&ЛфоНЛюи-лов и селена в защищенном и открытом грунте. Обо< (фСОДЫWftSttlQiiAMWyptJ зования в защищенном грунте низкоэнергетическш люми^сце^Т^У^^и

А

ЛФУ с различными добавками синего света (12,5; 25;35%) в их спектральном составе. Впервые выявлено, что обработка посадочного материала луковиц репчатого лука ростсти м у л нрую щи м и препаратами альбит, амир и селеиат натрия снижает содержание нитратов в зелени лука. Показана сортовая специфичность по. накоплению листьями лука аскорбиновой кислоты, фенол ь-ных соединений, селена и нитратов, Впервые полно изучен состав н содержание фенольных соединений, обладающих р-витаминной активностью в луковицах и листьях новых сортов репчатого лука. Полученные данные расширяют представление о составе и количестве физиологически активных веществ антиоксидантной природы, содержащихся в листьях и луковицах лука репчатого.

Практическим значимость работы. На основе проведенных исследований предложены принципиальные элементы сортовой технологии выращивания зелени лука в защищенном грунте в осенне-зимний период. Комплексное использование ннзкоэнергетических ламп ЛФУ-30 с дополтгтель-иым синим светом (12,5-35%) и биологически активных препаратов при выращивании растений лука позволяет получать пищевую продукцию зелени лука е повышенным содержанием сухого вещества и антиокендэнтов. Это дает возможность использовать листья лука с большей эффективностью для лечебно-профилактических целей. В результате предложенных способов обогащения листьев лука селеном (путем замачивания луковиц или некорневой обработки растений препаратом селената натрия) содержание селена в них повышается в 2-6 раз, что является основой для создания продуктов функционального действия.

Аппобаиия работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на IV и V Международных симпозиумах "Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования" (Пущнно, 2001, 2003 it.); III Международной научно-практической конференции "Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений" (Пенза, 2000), IV Международной научно-практической конференции "Интродукция нетрадиционных и редких растений" (Ульяновск, 2002).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ и одна статья находится » печати п журнале Вестник РАСХН.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, объектов и методов исследования, результатов, заключения, выводов и списка Л1гтературы. Объем основного текста составляет страниц, включает таблиц, рисунков. Список использованной литературы состоит из 129 работ отечественных и 19 зарубежных авторов и приложений. • •

Автор выражает глубокую благодарность за помощь в проведении химических н биологических исследований и анализов старшему научному сотруднику, отдела физиологии и биохимии ВНИИССОК доктору биологических наук H.A. Голубкиной, а также сотрудникам этого же отдела - ст, научному сотруднику кандидату сельскохозяйственных наук Л.В. Сусловой и инженеру — биохимику М.А. Краволуцкой. Выражаю также глубокую при-

i нате дикость зав. лабораторией селекции и семеноводства луковых культур кандидату сельскохозяйственныхнаук А.Ф.Агафонову за предоставление исходною посадочного материала новых сортов лука селекции ВН11ИССОК н за сотрудничество в проведении ряда исследований но теме диссертации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определены цель и задачи исследования, показана научная и практическая значимость.

В обзоре литературы представлены, основные сведения о технологии выращивания лука репчатого и севка различного происхождения, в зависимости от условий внешней среды и сроков посадки. В следующем разделе рассмотрены особенности действия природных и синтетических регуляторов роста на функции растений. Проанализированы : особенности светового и гормонального влияния на биосинтез пигментов. Дай обзор действия полихроматического и монохроматического света на накопление аскорбиновой кислоты в различных растительных объектах. Обсуждены,перспективы повышения содержания витамина С и других БАВ в овощных растениях.

2.0БЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Объекты. Объектами исследования служили листья и луковицы реп-ча! ого лука (Allium сера L.) сортов Мяч ко веки й 300, Стригу новский местный, Даниловский 301, Бессоновский местный, Штуттгартер ризен. Для выгонки зелени использовали луковицы (севок И выборок) вышеуказанных сортов, которые выращивали в совхозах Татсортсемовош, а также полученный из лаборатории селекции и семеноводства луковых культур ВНИИССОК. Кроме того, исследовали новые сорта селекции ВНИИССОК с разной окраской луковиц: Альба - белой, Азелрос - 354 - желтой, Ранний розовый - розовой, Альвина - красно-фиолетовой. Черный принц - темно-фиолетовой. В опытах использовали листья растении репчатого лука в фазу технической спелости. Растения выращивали в почвенной культуре в вегетационных сосудах в защищенном фунте или в мелко-деляночиых опытах (демонстрационный участок ВНИИССОК).

Для обработки луковиц и листьев лука применяли следующие ростсти-мулируюшие препараты: альбит (коммерческийпрепарат, производство Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН), сел с наг натрия (коммерческий препарат, производство ФРГ) и амир (ВНИИССОК, Одинцово). При проведении исследованийв качестве эталона служил универсальный регулятор роста растений со свойствами фунгицида н комплексного удобрения — альбит. Основным способом воздействия данных регуляторов на растения лука являлось замачивание луковиц н растворах вышеуказанных препаратов различной концентрации. В другой серии опытов проводили обработку растений в виде однократного опрыскивания растворами за 2 суг. до начала уборки.

Световая регуляция роста растении лука. Для стимуляции ростовых и синтетических процессов растения облучали.люминесцентными лампами. Источником белого света служила экспериментальная люминесцентная лампа ЛБУ-30, мощностью 30 Вт. Лампа изготовлена в лаборатории люминофо-

ров Hncrirryra ГИРЕ ДМ ET. Освещенность естественного света составляла от 10 до 40 клк. При исследовании влияния синего света на растения лука использовали лампу ЛФУ-30 на основе ЛБУ, в спектральный состав которой был введен дополнительно синий свет в количестве 12,25 и 35 % от общего состава (максимум излучения в области 430,550,620 нм, мощность 30 Вт). Суммарную поверхностную площадь листьев измеряли фитонланнмет-

ром.

Аналитические метопы исследования. Определение содержания аскорбиновой кислоты проводили методом йодометрического титрования (Сапожников, 1966). Определение моносахаров по модифицированному методу Бьерн (1972). Определение содержания селена флуорометрическим методом после высушивания образцов при 20°С до постоянного веса (Alftan, 1984). Массу сухого вещества растений определяли f высушиванием в сушильном шкафу до постоянного веса абсолютно сухой массы в течение 2 суток при 85"С. Определение содержания нитратов проводили.с помощью ионселск-тивных электродов нарНметре-ионометре ЭКОМ-2000, Определение содержания фенольных соединений проводилипо схеме, описанной в работах (Колесников, Гйнс 2000; Запрометов,1971). Содержание хлорофиллов а и Ь, и кароти нондов определяли спектрофотометрически в этанольмых и ацетоновых экстрактах растительного материала, 'рассчитывая по формулам (Lichtentatlcr et atl. 1982). Количество амарантина в водных растворах определяли с использованием коэффициента молярной экстинкции 5,6 х 10* (Pt-atelly et all., 1969). (

Для работы использовали спектрофотометры: «Hitachi» 557 (Япония), «Specord UV WIS» (Karl Zeiss ГДР), «СФ-16» (Россия).

В таблицах и на графиках приведены результаты средних арифметических величин и стандартные отклонения для трех независимых экспериментов. < ■

3. СОРТОВАЯ СПЕЦИФИЧНОСТЬ РЕАКЦИИ РАСТЕНИЙ ЛУКА НА СВЕТ Влияние света различного спектрального состава и интсисидиост» на'качество листовой.продукции лука. Сравнительное изучение продуктивности и биохимических показателей растений сортов лука Одинцооец и Даниловский 301, выращенных н защищенном грунте в зимний период при естественном освещении, выявило большее накопление массы листьев, сухих веществ, углеводов, хлорофиллов а и Ь и антиоксидантов у сорта Даниловский 301 (табл. 1,2). Однако, в условиях естественного освещения растения указанных сортов отличались низкой величиной продуктивности, с невысоким содержанием важных биохимических веществ.

Облучение растений лампами ЛБУ и ЛФУ (12,5 % синего спета), дополнительное к естественному освещению приводило к существенному увеличению массы листьев у сортов лука Одннцовец в 2,2-2,3 раза (см. табл.1), а у сорта Даниловский 301 в 1,6-1,7 раза, соответственно (см. табл.2). При эгом растения лука, выращенные при дополнительном искусственном освещении, отличались большей площадью листьев, более высоким содержанием сухих

Таблица I

Физико-химические показатели зеленых листьев лука сорта Одинцовеи, выращенного кз севка при использовании света различной интенсивности и разного спектрального состава

Показатель Естественное освещение ЛБУ-30 ЛФУ-30

Продуктивность, г/растение 33,9*2,2 75,0*6,7 78,4*6,6

Плошаяь листьев, мм2/растение 6,66*0,12 7,20*0,15 9,27±0,16

Содержание сухих веществ, г/растение 2,42*0,09 5,37*0.11 5,00*0,10

Содержание белка, м г/растение 135,6*11,1 172,0*11,0 188,0*12.0 .

Содержание углеводов, м г/растение 83,4*4,1 '142,2*7,9 . 227,4*11,1

Хлорофилл а, мкг/растение 41,0*2,9 110,0*5,8 94,1*5,1

Хлорофилл Ъ, мкг/растение 13,9*0,7 38,3*0,9. 36,1*0,9

Таблица 2

Физ и ко-хим н чес кие показатели зеленых листьев лука сорта Даниловский 301, выращенного из севка при использовании света различной интенсивности и разного спектрального состава

Показатель Естественное освещение ЛБУ-30 ЛФУ-30

Проду кти вность, г/растение 37,7*4,2 61,9*3,5 65,3*3,7

Площадь листьев, ммг/растение 4,87*0,12 6,99*0,14 • 7,98*0,15

Содержание сухих веществ, г/растение 3,2*0,09 4,29*0,11 5,20*0,12

Содержание белка, мг/растение 132,7*10,1 198,0*12,2 209,0*11,9 '

Содержание углеводов, мг/растение 91.2*4,1 115,8*6,1 156,7*7,5

Хлорофилл а, мкг/растение 39,2±2,1 80,5*4,6 71,8*3,9.

Хлорофилл Ь, мкг/растение 18,9*0,7 29,1*0,8 28,1*0,8

веществ, белков, углеводов, хлорофиллов. Особый интерес представляют данные о накоплении антиоксидантов: аскорбиновой кислоты, каротиноидов и селена в листьях лука изученных сортов, облученных дополнительным искусственным светом (табл. 3). Б этих условиях более резкое повышение со*

Таблица 3

Содержание антиоксидантов в листьях лука сорта Одннцовец, выращенного при использовании света разной интенсивности и разного спектрального состава.

Актиоксидант Естественное освещение ЛБУ-30 ЛФУ-30

Аскорбиновая кислота (витамин С), мг/растение 10,8±0,5 .20,6*0,8 25,8±0,9

5е, м кг/растение 0,52±0,02 1,25*0,03 1,07*0,03

Каротаноиды, м кг/растение 17,0±0,9 42,8*1,5 38,4*1,1

держания антиоксидантов наблюдалив листьях лука сорта Одинцовец (в 2 и более раза) и в меньшей мере - у сорта Даниловский 301 (1,6 раза) по сравнению с их содержанием при естественном освещении. Кроме того, выявлена неодинаковая способность растений изученных сортов лука аккумулировать антиоксиданты при облучении лампами ЛБУ и ЛФУ. Наличие дополнительного синего евста в спектре лампы ЛФУ способствовало накоплению аскорбиновой кислоты в листьях обоих сортов лука, а селена • только у сорта Даниловский 301. В то время как при действии белого света лампы ЛБУ выявили аккумулирование большего количества- каротиноидов в листьях обоих сортов лука по сравнению с растениями, выращенными под светом лампы ЛБУ, а повышенное количество селена обнаружено только в листьях лука сорта Одинцовец (табл. 4).

Таблица 4

Содержание антиоксидантов в листьях репчатого лука сорта Даниловский 301, выращенного при использовании света разной интенсивности и разного спектрального состава.

Антиоксндант Естественное освещение ЛБУ-30 ЛФУ-30

Аскорбиновая кислота (витамин С), мг/растение 12,7±0,б 18,3*0,9 22,9*0,3

5е, м к г/растение 0,70*0,02 0,98*0,03 1,15*0,03

Каротнноиды, мкг/растение 1 23,4±1,1 31,0*1,3 30,41:1,4

Таким образом, добавка синего света (12,5 %) к спектру лампы ЛБУ способствует более интенсивному протеканию синтетических и метаболических процессов в листьях лука обоих сортов, особенно в листьях сорта Один-цовец. Это позволяет заключить, что фотосинтетический аппарат листьев этих сортов лука более активно реагирует как на повышение интенсивности освещения но сравнению с естественным светом, так и на добавление синего света в составе спектра лампы ЛБУ, хотя и в меньшей мере. В листьях обоих сортов лука при облучении лампами ЛФУ и ЛБУ при освещении естественным светом существенно повышалась продуктивность (масса листьев) растений, площадь листьев и содержание п них антиоксилантоп, Сахаров и хлорофилле в но сравнению с растениями, выращенными при естественном освещении. При этом сортовые различия между растениями лука проявились по всем изученным показателям.

Более отзывчивы на действие света оказались растения сорта Даниловский 301, которые в сравнении с сортом Мячковским 300 дают большую прибавку в урожае и накоплении БАВ, при этом дополнительное количество синего света в спектре лампы ЛФУ стимулирует синтетические процессы в растениях.

Влинние пополнительного синего света и составе спектра лампы ДКУ П 2.25-4на ростовые и синтетические процессы растений лука. Выявлена наибольшая отзывчивость морфологических показателей листьев лука сортов Даниловский 301, Мяч ко веки Й 300 и Стригу! юве кий местный на освещение лампой ЛФУ с 25% добавкой синего света к ее спектральному составу (табл. 5), которые достоверно превысили изученные биометрические параметры по сравнению с контролем (1*2,78, Р" 0,95). У сорта лука Штутт-гартср Ризен максимальные морфометрические показатели листьев, достоверно превышающие контроль, были обнаружены .'в условиях освещения лампой ЛФУ с добавкой 35% синего света. Была выявлена сортовая специфичность реакций лука на облучение растений лампой ЛФУ с различным содержанием синего света в спектральном составе по всем изученным морфо-мстрическим показателям, особенно по накоплению сухой массы листьев.

Кроме того, в листьях изученных сортов лука обнаружено повышение содержания сухих веществ и аскорбиновой кислоты при облучении лампой ЛФУ (25% синего свста). Следует отметить, что при облучении лампами ЛФУ (12,25,35 % синего света) в листьях накапливалось высокое содержание нитратов, превышающее ПДК, установленное для листьев лука, выращенных в защищенном грунте до 20%. Это можно объяснить низкой интенсивностью ихтучения ламп. Следует отметить, что при низкой освещенности стимулирующий эффект синего света на накопление аскорбиновой кислоты проявляется слабо.'

Таблица 5

Морфометрическне показатели листьев репчатого лука, выращенного при использовании света различного спектрального состава.

Сорт X« лампы* Сухая масса натаем* Высота, см Число листьев,

иод части I растения, г шт

Даниловский 301 1 2.3 42.3 8.4

II 2 Л 44,3 9.2

III . 2,6 52,1 . па

IV 1,9 44,7. 8,7

V w 403 8,9

Мичковскнй 300 . I 41,6 8.1

II 1.» ' 40,3 8,2

ш 2.7 " 46,9 9.7

IV 2,0 40,1 ' 8,0

V 2,3 : . : 36,5 8,2

Стрнгуноаский 1 ■ 1,7 . 37,98 6.7

местный II , 34.8 7.9 .

III . 40,9 8.7

IV 39,1 7,8

V 1.7 32.3 7.0

Штуттгартер I 1,5 39,7 7,9

Ркзен II U 39.3 7,9

III 1,6 44Д 9,9;

IV 1.9 44,9 9.4 .

V 1.4 35.0 9,2

• I — контроль ЛБУ

Л — ЛФУ - 12,5% синего света (Л450+6П нм)

III - ЛФУ - 25% синего света (Л450+611 нм)

IV - ЛФУ - 35% синего света (Л45(Н611 нм)

V — Рефлакс. Стандартный натрневый спектр, 70 Вт

4, ВЛИЯНИЕ ФИТОРЕГУЛЯТОРОВ НА РАЗВИТИЕ И НАКОПЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ЛИСТЬЯХ ЛУКА РЕПЧАТОГО'

■ Известна важная роль ростстммулирующих веществ, в частности, фи-тогормонов, цитокииинов, которую они играют в защитных реакциях растений при адаптации^растений к пониженной освещенности (Кунаева,1985; Чернядьев, Гннс, 1994). В связи с этим исследовали продуктивность зелени лука и содержание в них органических веществ у растений, выращенных при низкой освещенности без обработки и обработанных ростстимулирующими препаратами: альбитом, амиром, селенатом натрия. Представленные в табл. б данные позволяют заключить, что более эффективное действие на нарастание биомассы листьев и расходование запасных веществ луковицы у обоих сортов лука оказывает препарат амнр, тогда как корневая система луковиц развивается быстрее и отличается большей массой под действием препарата се-лената натрия. Следует отметить, что при обработке луковиц сорта Штутт-

и

Таблица 6

Влияние ростстимулирующих препаратов на морфометрнческие показатели растений репчатого лука 15 клк, 25®С

Сорт / ХКон у'центра-/ цня, /объемн.% Сухая масса, г Сухая масса луковицы, г Площадь > листьев, см1

листьев корней до отрастания листьев на 20-е сутки после отрастания листьев

Штутггартер Рнзен

Контроль НгО 0,41 ±0,03 0,57*0,04 4,0*0,25 1,6*0,09 251,3*183

Альбит 10"* 0,92*0,05 0,71±0,0б 4,0*0,25 1,2*0,06 302,4±20,4

Амир 10'1 1,3*0,08 0,83*0,07 4,0*0,25 1,3 ±0,08 358,7*20,8

Селенат 10"1 0,93*0,06 0,95±0,1 4,0*0,25 1,1*0,03 282,1 ±25,1

Бессоновский местный

Контроль НгО 0,20*0,04 0,25±0,02 1,35±0,10 0,53±0,04 134,4±10,2

Альбит 10° 0,40±0,03 0,25±0,02 1,35±0,10 0,45*0,03 282,1*20,6

Амир 10'1 0,50*0,04 0,27*0,02 1,35*0,10 0,49*0,04 315,2*24,5

Селенат Ю'1 0,33 ±0,02 0,39*0.03 1,35*0,10 0,41*0.03 190,4*13,2

гартер ризен препаратом амир площадь листьев превысила контрольную на 50% путем увеличения длины и ширины листьев. У сорта Бессоновский местный; напротив, общая листовая площадь возросла за счет увеличения ширины листа и почти двукратного увеличения количества листьев. Представленные данные указывают, что фиторегуляторы, особенно, амир оказывают стимулирующее действие на формирование листьев на начальных этапах роста растений, о чем свидетельствует высокая величина коэффициента использования запасных веществ луковицы, а также повышают устойчивость растений лука к низкому уровню освещения, увеличивая фотосиитерирующую площадь листьев.

В листьях лука сортов Штутггартер ризеи и Бессоновский местный возросло содержание сухого вещества, аскорбиновой кислоты, моносахаров при обработке только препаратом амир, тогда как у растений лука, обработанных препаратами альбит и селенат натрия, содержание изученных веществ оставалось на уровне контроля (табл. 7).

Таким образом, при низкой освещенности и температуре воздуха 20...25°С обработка вышеуказанными препаратами компенсирует недостаток света, стимулируя накопление биомассы листьев. Растительный препарат амир в изученной концентрации повысил качество листьев лука путем интенсификации синтеза органических веществ. Следует отметить, в условиях низкой освещенности и пониженной температуры (день 12...14°С, ночь 5...7Х) растения, обработанные ростстимулирующими препаратами практически не росли.

Таблица 7

Влияние ростстимулирующнх препаратов в концентрации 10"' об.% на биохимические показатели листьев сортов репчатого лука.

Сорт/вариант Содержание .

сухого вещества, % : аскорбиновой кислоты, мг% . моносахаров, %

Штуттгартер ризен

Контроль 6,5 ±0,3 15,3*0.6 2,1*0,09

Альбит 5,1 ±0,25 14,1*0,6 2Г0±0.08

Амнр 7,6*0,3 17,5*0,7 . 2,910,10

Селе кат натрия 6,1*0,3 • . 14,3*0,6 2,1*0,09

: ■ Бессоно веки й местный

Контроль 6,4*0,3 14,5*0.5 2,5*0,09

Альбит 6,5*0,3 14,8*0,6 2,5*0,09

Амир 7,1*0,3 16,84 0,6 2,8*0,08

Седенат натрия 6,0*0.2 1 - 13,4*0,4 2,4*0,07

При повышении дневной температуры до_ 16., .17СС, ночной до 12., .13°С биомасса листьев луковиц, обработанных фито регуляторам и, была па уров!1с контрольных растений или ниже. При этом содержание сухих веществ повысилось у лука сорта Одинцовец и Штуттгартер ризен при обработке вышеуказанными фитостнмуляторами на 7-16%, у Мяч ковс кого 300 на 7-12%,- за исключением омира, у Бессоновского местного содержание сухого вещества при всех обработках было на уровне контроля, за исключением растений, обработанных селенатом натрия (7%), Существенное превышение содержания аскорбиновой кислоты по сравнению с контролем выявили только в листьях лука сорта Штуттгартер ризен при обработке альбитом (24%) и селенатом натрия (12%).

* Таким образом, при недостатке освещения повышенная температура воздуха (24...26°С) снижала расход тепла растениями и тем самим улучшала условия использования ими света. Обработка фиторс гул агорами оказывала большее стимулирующее действие при повышенной температуре. Результаты выращивания растений лука при различных сочетаниях низкой освещенности и температуры подтвердили наличие прямой зависимости использования растениями лучистой энергии (света) о г температуры окружающей среды.

5. ПЕРСПЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛУКА . - РЕПЧАТОГО В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКА БИОЛОГИЧЕСКИ

АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Особую ценность для питания человека представляют растения, богатые полнфенолами, проявляющие Р-витаминную активность, обладающие широким спектром биологического действия. Изучение состава и содержания фенольпых соединений проводили на листьях и луковицах новых сорюв лука селекции ВШШССОК, отличающихся высокими вкусовыми качествами и яркой окраской чещуй лука от белой до темно-фиолетовой. Между собой лу-

ковицы новых сортов отличаются по массе и по форме, по продолжительности вегетационного периода, при этом высокой потенциальной продуктивно* стью характеризуются сорта Альвина и Азелрос. В луковицах исследуемых сортов аскорбиновая кислота аккумулируется в меньшем количестве ог 7,7 до 10,9 мг% по сравнению с листьями лука (до 50 мг%). Состав н содержание Фенольных спеднпений. Для луковиц репчатого лука новых сортов отмечено высокое ■ содержание полифенолов, при этом наименьшей общей суммой поли фенолов (3,32%) отличались белые непнгмен-тированные чешуи луковиц сорта Альба (табл. 8), а интенсивно окрашенные луковицы сортов Азелрос и Черный принц по этому показателю можно поставить на первое место (4,56 и 4,60%). Простые полифенолы и оксибензой-ные кислоты в наибольшем количестве обнаружены в луковицах сорта Аэел-

Таблнца 8

Фракционный состав полифенолов луковиц новых сортов репчатого лука (% на абс. сухую массу) (по Агафонову А.Ф., Камалееву Х.Б., Гинс М,С. и

др., 2005)

Сорт Общая сумма <ИФ) Простые ПФ и фекоякзр-боноаые кислоты Днфеннллропаноиды Конденсированные и полимерные ПФ (*0,01)

простые ПФ и оксибензоАные КИСЛОТЫ (*0,05) оксикоричные кислоты (10,01) флаво ноиды анто- 1ШМЫ лейко- амто- нианы

Альба 3,32 0,34 0,12 233 • - 0,53

Азелрос 4,56 0,51 0,14 2,47 - 1,44

Ранний рою ВЫЙ 3,56 0.31 0,17 2,14 0,43 0,10 0,41

Алъвина 4.05 0,30 0,14 2,07 0,94 0,15 0,45

Черный -при ни 4,60 0.39 0,15 2,04 1,22 0,17 0,63

рос (0,51%) и Черный принц (0,39%), а фракция оксикоричных кислот изменялась от 0,10% у луковиц сорта Альвина до 0,17% у сорта лука Черный при ни.

В луковицах изученных сортов репчатого лука выявлено достаточно высокое суммарное содержание флавокоидов (2,04-2,47%), сравнимое с лекарственными растениями, например, Радиолой розовой (2,17 %). В пигментированных чешуях лука обнаружены антоциаиы. При атом наибольшее количество обнаружено в темно-фиолетовых чешуях луковиц сорта Черный при ни (1,22%). Содержание антоннанов у всех сортов было невелико и составляло от 0,10 до 0,17%.

В табл. 9 представлены данные по составу флапопокдного комплекса, который практически полностью состоит из глюкозида кверцетнна. При этом желтые чешуи сорта Азелрос и белые чешуи сорта Альба имели практически одинаково высокое количество кверцетнна-З-О-глюкозида (2,30-2,33%), в отличие от темно-пигментированного сорта Черный принц и красно-

фиолетового сорта Альвина <(1,92-1 £4).- Повышенным содержанием кверце-тнна отличался и сорт Розовый ранний (2,05%). В окрашенных чешуях луковиц репчатого лука сортов Черный принц и Альвина обнаружены антоциано-вые пигменты цианиднн-З-О-глюкозид, тогда как.в луковицах сорта Ранний розовый выявлен только один пигмент цианидинЗ-О-глюкозид. В желтых чешуях луковиц сорта Азелрос не обнаружено антоциановых пигментов. В листьях репчатого лука изученных сортов образуется меньшее количество полифенолов (2,73-3,43%) по сравнению с луковицами (табл. 10, см. табл. 8),

Таблица9

Состав флавонондов и антоцианов в луковицах новых сортов репчатого лука (% на абс. сухую массу) (по Агафонову А.Ф., Камалееву Х.Б., Гннс М.С. и

др., 2005)

Сорт Фвавононды (10.09) * ■• Антоцианы (±0,05) Лейкоантопианы (±0.01)

X кверцитан-З-О- глюкознд г- цианн- . дин-З-О- ГЯЮКОЗИД пеонидин -З-О-глюкознл Т. ЛеДкоциа ниднн нейкопео- :1НАНМ

Альба 2,33 2,30 - - -

Азелрос 2.47 2,33 - - - •

Ранний розовый 2,14 2,05 0,43 0,43- • - 0,10 0,10 -

Альвина 2,07 1,94 0.94 0,73; 0,21 0,15 0,10 0,05

Черный прини 2,04 1,92 У 1,22 0,71 0,51 0,17 0,10 0,07

; Таблица 10

Фракционный состав полйфенолов (ПФ) в листьях сортов репчатого лука (% на абс. сухую массу) (по Агафонову А.Ф., Камалееву Х.Б., Гннс М.С.

и др., 2005)

Сорт Общая сумма (ПФ) Простые ИФ н фенодкар-боковые кислоты ' - Днфениллропанонды Конденсированные H полимериыс ПФ (40,07)

простые ПФ и океибензойные кислоты (¿0,05) окснко-ричкые;. кислоты (±0,01) флаво-ноиды -(*0,09) кверии-тин-3-0-глюкозид (±0,08) руган (±0,08)

Альба 2.73 0.24 0,11 1.81 0.54 1,05 0,57

Азелрос 3,43 0.53; ■ 0,11 ■2,47 0,84 О» 0,32

Раявий розовый 3,05 ' 0.32 - 0,15 . 2,14 i - 0,74 1,22 0,44

Альвниа 2.83 0,27 0,10 1,93 0.61 U7 0,53

Черный принцГ i 3.18 0,34 ■ 0,17 • ' 2,33-, 0,92 ■ i l , • 1,12 0,34

тоща как содержание флавонондов в листьях сортов Ранний розовый, Азелрос и Черный принц сравнимо с содержанием-флавонондов в луковицах.

Флавоноиный комплекс листьев богаче луковиц и состоит из кверцетин-3-0-глюкозида и рутина. Интересно отметить, что листья лука сорта Аз ел рос отличаются более высоким содержанием рутина (1,39%), а листья лука Черный принц— гаокозидом кверцетина по сравнению с остальным» сортами.

В листьях сортов Азелрос и Черный принц количество конденсированных и полимерных полифенолов 0,32 и 034%, в то время как луковицы остальных сортов содержат в 2-3 раза больше этих соединений.

Содержание полезны* веществ п листьях стародавних и повыц сортов репчатого лука. В задачи селекции луковых растений, предназначенных для выгонки зелени, входит создание сортов и гибридов, которые отличаются большей листовой массой с высокой синтетической активностью, обеспечивающей накопление большого количества сухого вещества, углеводов, биологически активных веществ, минеральных элементов. Сравнение по биохимическим показателям листьев лука стародавних и новых сортов приводит к выводу, что существенного повышения содержания сухих веществ, углеводов, аскорбиновой кислоты в листьях новых сортов репчатого лука мы не обнаружили (табл. 11). По-видимому, это связано с тем, что селекция лука

Таблица 11

Максимальные биохимические показатели листьев (3,4 лист) стародавних и новых сортов репчатого лука (открытый rpyitr, 2004 г)_

Образец Сухое вещество, % Моно-я ди сахара, ti Витамин [Содержание Содержание С, мг tí I калия, мг% нитратов, мг/кг

Новые сорта

Азелрос 9,09 3.02 61,6 568,5 1328

Ранний розовый 9,22 3,28 75,7 775,2 482

Черный принц 9.52 2,82 89,8 709.4 -

АльСа 9,52 2,96 77,4 535,0 -

Альвина 9.25 3,08 79,2 761,0 496

Стародавние сорта

Даниловский 301 9,60 3,03 77,4 673,4 85 S

Штуттгартер ртпен 9,74 2,90 79.2 679,9 1456

Однниовец 9.34 гаг 77.4 510,9 541

Стригуповский местный 9,33 2.82 70,4 565,8 ИЗО

Мччиоаскнй 300 9,29 3.03 52,8 503,7 764

ведется на повышение урожайности луковиц и их устойчивости в период хранения к действию неблагоприятных абиогенных и биогенных факторов, в то время как на качество зеленной продукции отбор практически не проводится, о чем свидетельствуют данные, представленные в табл. 11. Следова-

тельно, открывается,возможность для селекции сортов с повышенным содержанием сухих веществ, витамина С и калия в листьях лука.

По изученным биохимическим, показателям мы не выявили существенных различий по максимальному накоплению углеводов, сухих веществ в листьях новых и стародавних сортов репчатого лука. Среди изученных сор-то влука по содержанию аскорбиновой.кислоты в листьях лука выделился сорт Черный принц (89,8 мг%), а сорта Мячковскнй 300 и Азелрос отличаются пониженной способностью накапливать витамин С, соответственно, 22,8 и 61,6 мг%. Новые сорта с антоциановой окраской выделились повышенным содержанием калия в листьях. Таким образом, перспективно вести селекцию на повышенное содержание биологически активных веществ.

Динамика на коп леш№ аскорбиновой кислотыв листы» растений лука при выращивании в открытом груите. Изучал» изменение количества аскорбиновой кислоты в 3-ем и 4-ом листьях стародавних» новых сортов лука в период их активного отрастания^ Выявлена сортовая специфичность динамики накопления витамина С в новых и стародавних (табл. 12) сортах репчатого лука. ...

• , , Таблица 12

''- Динамика накопления аскорбиновой кислоты в листьях репчатого лука

стародавних и новых сортов (2004 год)

Сорт , Витамин С, Mrîo

23.06 30.06 07.07 17.07

Стародавние

Даниловский 301 66,9.. 63,4 77,4 77,4

Штуттгартср Ризен 79,2 61,6 45,7 45,7

Одинцовец 70,4 ■ 77,4 - 52,8 52,8

Стригу невский ме- 58,Г 56,3 V 70,3 70,4

стный 52,8. , 52,8 52,8 52,8

МячковскиЙ 300

* '* Новые

Альвнна 79,2 . . 67,7 64,8 64,8

Лзелрос 61,6 61,6 59,5 59,5

Ранний розовый 75,7 52,8 ' '51,0 51,0

Черный нринц 89,7 . 58,1 66,9 66,9

Альба 77,4 70,4 ' 59,0 59,0

В новых сортах лука (сслекции ВНИИССОК) максимальное содержание аскорбиновой кислоты наблюдали в начальный период бутонизации, тогда как в листьях стародавних сортов, например, Одннцовец, максимум накопления витамина С сдвигался на более поздний срок, а у сортов Даниловский 301 и Стригуновский местный на две недели. В листьях сорта Мячковскнй 300 за изученный период не обнаружили1 изменения в содержании ас-

корбиновой кислоты, при этом в них накапливалось меньше витамина С по сравнению с листьями лука сорта Черный принц в 1,7 раза.

Содержание селена к листьях .tvica. Изучение содержания селена в листьях лука изученных сотов выявило в них достаточно высокое количество антиоксилангов (табл. 13), которое сравнимо с желто-зелеными культурами, например, с листьями китайской капусты (до 200 мкг/кг сухой массы).

Обнаружена сортовая специфичность реакции листьев лука аккумулировать селен. При этом листья лука сорта Штуттгартер ризен накапливают селена до 238 м кг/кг (конгроль), что почти в два раза превышает способность листьев лука сорта Стригуновский местный аккумулировать селен.

Таблица 13

Содержание селена в листьях лука, обработанных раствором селсната

натрия (мкг/кг сухой массы)

Варианты Стригуновский Бессоновский Штуттгартер

местный местный ризен

Контроль (вода) 128 179 238

Селенат натрия (10*7) 149 187 - 244

Селенат натрия (Ю-4) 204 232 250

Селенат натрия (Iff1) 289 1156 264

Внекорневая обработка листьев раствором селената натрия выявила только у лука сорта Бессоновский местный способность аккумулировать селен в листьях в количестве, достаточном для использования их в продуктах функционального действия (1156 мкг/кг).

ВЫВОДЫ

1. Обработка луковиц (севка, выборка, маточных луковиц) ростстиму-лируюшими препаратами в концентрации 10"®об. %: амиром, альбитом и се-леиатом натрия оказывает стимулирующее действие на накопление биомассы листьев, а также содержание сухих веществ, аскорбиновой кислоты, величина которых зависит от интенсивности освещения, температуры выращивания и обусловлена их сортовыми особенностями.

2. Дополнительный синий свет лампы ЛФУ (25 и 35%) оказывает стимулирующее действие на биомассу листьев, их длину и число у всех изученных сортов, величина которых определяется сортовыми особенностями растений лука.

3. Биомасса листьев коррелирует с размером луковиц исходного поса-дочнот материала, независимо от условий освещения и обработки их рост-стимулирующими препаратами.

4. Впервые изучен состав и содержание фенольных соединений, обладающих Р-витаминной активностью, в луковицах репчатого лука. Выявлена сортовая специфичность по содержанию простых полифенолов и оксибен-зойных кислот (0,31-0,51% на абс. сухую массу), оксикоричных кислот (0,120,17%), дифепилпропаноидов (2,33-3,43%) и конденсированных и полимерных поли фенол ои (0,41-1,44%). Показано, что флавоноиды представлены в

основном кверцетин-3-0-глюкозкдом; > антоцианы - циан иди н-3-0-глюкозндами и неонидии-З-О-глюкогшдом; лейкоантоцианы — дейкацианиди-ном и псонидином. . ..

5, Впервые определено содержание полифенолов о листьях репчатого лука пяти сортов. Обнаружено, что количество флавоноидов изменяется в интервале от 1,81 до 2,47% от абс. сухой массы, в состав которых входят рутин (1,05-1,39%) и кверцетии-З-О-глюкознд (0,54-0,92%), при этом листья лука содержат небольшое количество конденсированных и полимерных полифенолов (0,32-0,57%). • ■

6. Изменение количества фенольных соединений в широком интервале свидетельствует о возможности и перспективности селекции по повышению содержания вс шести с Р-ветаминной активностью в листьях и луковицах ' репчатого лука.

- 7. Установлена высокая эффективность внекорневой обработки листьев репчатого лука раствором селената натрия, при этом содержание ссдената натрия находится в прямой зависимости от концентрации раствора селсната натрия. Выявлена сортовая специфичность »'способности листьев лука накапливать селен; так в листьях лука сорта Бессонове кий содержание сслена увеличивается в 6 раз по сравнению с контролем, а у сорта Шгупгартер ри-зен в 1,1 раза.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Рекомендовать использовать в защищенном грунте низкоэнергетиче-скис лампы ЛФУ при выращивании зеленной продукции в осенне-зимний период.

2. Рекомендовать использовать-коммерческий- препарат альбит для предпосевной обработки луковиц репчатого лука.

3. Рекомендовать провести производственные испытания препаратов амир на основе амаранта и раствор сел ената натрия в защищенном грунте

- при выращивании лука на выгонку в осенне-зимний период.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Гинс В.К., Голубкина Н.А., Агафонов А.Ф., Гннс М.С., Коненков П.Ф., Камалесв Х.Б. Влияние света различного спектрального состава на эффективность выращивания лука.// Материалы Ш Международной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений». Пета, 2000,т.1.с.40-42.' • ■

2. Камалесв Х.Б., Гинс М.С4 Агафонов А.Ф., Попова ТЛ., Суслова Л.В, Биохимический состав зелени лука в зависимости от времени года и световых условий выращивания// IV Международный симпозиум «Новые и нетрадиционные растения и перспективы л tx использования». Пущи но, 2001, Т.2.С.483-486.

• 3. Попова ТЛ., Камалесв Х.Б., Гннс М.С., Агафонов А.Ф. Коненков П.Ф. Рост зелени лука при обработке луковиц ростстнмулирующими препаратами // IV Международная научно-практическая конференция «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений». Ульяновск, ■ 2002, т.2.с. 102-1 Об. : - ■ ' ■ * '

4. Гинс М.С., Камалеев Х.Б., Суслова Л.В., Криволуцкая и др. Рост и биохимический состав растений салата при внекорневой обработке ростсти-мулирующими препаратами // V Международный симпозиум «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» Москва - Пущино. 2003 т.1.с.14-17.

5. Камалеев Х.Б., Гинс М.С., Агафонов А.Ф., Криволуцкая М.А., Коненков П.Ф. Влияние биологически активных веществ на ростовые и синтетические процессы лука.// V Международный симпозиум «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» Москва - Пущино, 2003 .т.1. с. 207-209,

6. Суслова Л.В., Камалеев Х.Б., Гинс М.С., Ко и он ков П.Ф. Влияние ростре гул ирующих препаратов на продуктивность и биохимические показатели лука. Сб. научных трудов ВНИИССОК, Вып. 38 «Селекция и семеноводство овощных культур» Москва, 2003. с.117-124.

7. Гинс М.С., Камалеев Х.Б., Суслова Л.В., Кон он ко в П.Ф., Агафонов А.Ф., Злотников А.К. Влияние ростстиму пирующего препарата альбит на морфометрнческие показатели лука репчатого //. Гавриш, 2004, №5. с.23-25.

8. Агафонов А.Ф., Камалеев Х.Б., Коненков П.Ф., Гинс М.С., Гинс В.К. Перспективность использования лука репчатого в качестве источника биологически активных веществ. Жури. «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук» (в печати).

Подписано в печать 04М.СФормат 60x84/16. Тираж4й0 экз. Усл. печ. л. 4 . Заказ ^ ,

Типография Издательства РУДН 117923, ГСП-1, г. Москва, ул. Орджоникидзе, д, 3

- 9 2Î